Дотискувач паливного газу для забезпечення пуску газотурбінної установки

Реферат: Дотискувач паливного газу для забезпечення пуску газотурбінної установки містить кристалізатор-плавитель газогідратів і термотрансформатор, в склад якого входять два випарника-конденсатора, регулюючий вентиль та компресор, з'єднані трубопроводами. Один з випарників-конденсаторів розміщений в кристалізаторі-плавителі, вхід якого з'єднаний з трубопроводом паливного газу низького тиску, а вихід - з камерою згорання газотурбінної установки. Вхід та вихід випарників-конденсаторів через запірні вентилі і дросельний вентиль з'єднані трубопроводами із всмоктувальною та нагнітальною сторонами компресора термотрансформатора. UA 105840 U (12) UA 105840 U UA 105840 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі енергетики, а саме до енергетичних газотурбінних установки (ГТУ). Технічні характеристики ГТУ включають подачу в камеру згоряння паливного газу певного тиску, але на практиці часто існують умови, коли тиск наявного, наприклад, мережевого природного газу, який доступний для використання як паливний газ, нижчий цього значення тиску. В цьому випадку для забезпечення паливним газом газотурбінної установки на період пуску відомо застосування дотискувача у вигляді дотискного компресора [1]. Але компресорне обладнання високовартісне, складне в обслуговуванні і вимагає додаткових витрат на підготовку газу [1]. Разом з тим відомо також безкомпресорне стиснення газу шляхом застосування газогідратної технології [2]. Згідно з цією технологією, стиснення газу до високого тиску здійснюється шляхом переводу газу низького тиску в газогідрати при контакті з водою або водним розчином в замкненому об'ємі при відповідній температурі, підігріванням та плавленням утворених газогідратів в цьому ж об'ємі при більш високій температурі з виділенням газу та води при відповідно більш високому тиску. Задачею корисної моделі є створення дотискувача для забезпечення паливним газом газотурбінної установки на період пуску при його тиску, нижче технологічно необхідного для роботи ГТУ, що працює із застосуванням газогідратної технології (газогідратний дотискувач). Для вирішення поставленої задачі запропоновано дотискувач паливного газу для забезпечення пуску газотурбінної установки, що містить кристалізатор-плавитель газогідратів та термотрансформатор, який складається з двох випарників-конденсаторів, регулюючого вентиля та компресора, з'єднаних трубопроводами. Один з випарників-конденсаторів термотранcформатора розміщений в кристалізаторі-плавителі, вхід якого з'єднаний з трубопроводом паливного газу низького тиску, а вихід - з камерою згорання газотурбінної установки, причому вхід та вихід випарників-конденсаторів через запірні вентилі і дросельний вентиль з'єднані трубопроводами із всмоктувальною та нагнітальною сторонами компресора термотрансформатора. Схема запропонованого дотискувача паливного газу для забезпечення пуску газотурбінної установки зображена на кресленні, де: 1 - компресор; 2 - випарник-конденсатор, що працює як конденсатор при утворенні газогідратів і як випарник при їх плавленні; 3 - ресивер; 4 регулюючий вентиль; 5 - кристалізатор-плавитель газогідратів, що працює як кристалізатор у режимі утворення газгідратів і як плавитель - у режимі їх плавлення; 6 - випарник-конденсатор, що працює як випарник при утворенні газогідратів і як конденсатор - в режимі їх плавлення; 7 трубопровід подачі паливного газу низького тиску; 8 - трубопровід подачі стиснутого паливного газу до ГТУ; стрілками на суцільній лінії комунікацій позначено напрям руху холодильного агента в режимі утворення і зберігання газогідратів, а на пунктирній лінії - у режимі плавлення газогідратів; запірні вентилі, що дозволяють забезпечувати зміну режимів роботи випарниківконденсаторів 2 і 6, на фіг. 1 цифрами не позначено. Дотискувач паливного газу для забезпечення пуску газотурбінної установки, в камеру згоряння якої потрібно подавати паливний газ, наприклад, під тиском р = 2,4 МПа, працює згідно схемі, наведеній на кресленні, наступним чином. Потік газу, наприклад, наступного складу: СН 4-94,12 %; С2Н2-2,92 %; С3Н8-0,92 %; С4Н100,42 %; С5Н12-0,11 %; СО2-1,22 %; N2-0,15 %; С6+ - 0,14 %, при тиску р = 0,6 МПа і температурі t=25 °C через трубопровід 7 при таких параметрах надходить до кристалізатора - плавителя газогідратів 5, де при контакті з охолодженим водним розчином утворюються газогідрати при тиску р = 0,6 МПа і температурі t = - 10 °C. Теплота гідратоутворення Qr сприймається холодильним агентом, що кипить у випарнику-конденсаторі 6, розміщеному в кристалізаторіплавителі 5. Пари холодильного агента відсмоктуються компресором 1, стискаються і направляються в випарник-конденсатор 2, в якому конденсуються з відведенням теплоти Qк до зовнішнього середовища. Рідкий агент через регулюючий вентиль 4 знову надходить у випарник-конденсатор 6. Отже, при роботі дотискувача в режимі утворення і накопичення газогідратів випарникконденсатор 2 працює як конденсатор, випарник-конденсатор 6 - як випарник, а кристалізаторплавитель 5 - як кристалізатор газогідратів. У режимі плавлення підводиться теплота Qпл. від агента, пари якого конденсуються в випарнику-конденсаторі 6, що тепер виконує функцію конденсатора, при температурі t=15 °C, а газогідрати розкладаються при тиску р = 2,6 МПа і температурі t=10 °C на газ і воду. Газ при цих параметрах по трубопроводу 8 подається в камеру згоряння ГТУ, а вода повторно 1 UA 105840 U 5 10 15 20 використовується в кристалізаторі-плавителі 5 для утворення газогідратів. Сконденсований агент через регулюючий вентиль 4 знову надходить в випарник-конденсатор 2, що тепер виконує функцію випарника і випаровується внаслідок підведення теплоти від зовнішнього середовища Q0, а утворені пари відсмоктуються компресором 1, стискуються і направляються у випарник-конденсатор 6. Отже, при роботі дотискувача в режимі плавлення газогідратів випарник-конденсатор 2 працює як випарник, випарник-конденсатор 6 - як конденсатор, а кристалізатор-плавитель 5 - як плавитель газогідратів. Для умов забезпечення стиснутим паливним газом ГТУ лише на період пуску споживана енергетична потужність, необхідна для роботи газогідратного дотискувача, може бути майже на порядок менше, ніж у найближчому аналозі - компресорному дотискувачі, внаслідок можливого рознесення в часі процесів утворення і накопичення газогідратів та процесу їх плавлення. Таким чином, запропонований газогідратний дотискувач забезпечує пуск газотурбінної установки при наявності паливного газу, тиск якого нижче технологічно допустимого для роботи ГТУ, без застосування складного високовартісного компресорного обладнання, експлуатація якого вимагає також і додаткових витрат на підготовку паливного газу. Джерела інформації: 1. Костюк А.Г., Шерстюк А.И. Газотурбинные установки / А.Г. Костюк, А.И. Шерстюк. - М.: Высшая школа, 1979. - 254 с. 2. Макогон Ю.Ф. Способ подъёма давления природного газа. Авторское свидетельство СССР № 237770, опубликовано в Бюл. № 9-20.11.1969. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Дотискувач паливного газу для забезпечення пуску газотурбінної установки, який відрізняється тим, що містить кристалізатор-плавитель газогідратів і термотрансформатор, в склад якого входять два випарника-конденсатора, регулюючий вентиль та компресор, з'єднані трубопроводами, при цьому один з випарників-конденсаторів розміщений в кристалізаторіплавителі, вхід якого з'єднаний з трубопроводом паливного газу низького тиску, а вихід - з камерою згорання газотурбінної установки, вхід та вихід випарників-конденсаторів через запірні вентилі і дросельний вентиль з'єднані трубопроводами із всмоктувальною та нагнітальною сторонами компресора термотрансформатора. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2